DE102006049552B4

DE102006049552B4 - Vorrichtung zum Aufbringen von Folienmaterialien auf Papierdokumente

Info

Publication number: DE102006049552B4
Application number: DE102006049552.7A
Authority: DE
Inventors: Dipl.Ing. Schwarzmeier Axel; Jonas Schreiter
Original assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Current assignee: Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2026-10-21
Also published as: DE102006049552A1

Abstract

Vorrichtung zum fortlaufenden Aufbringen einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen fortbewegbaren Trägerfolienband (4) angeordneten flach ausgebildeten Folien- und/oder Bildmaterialien auf eine Vielzahl von zu beschichtenden Oberflächen (2a) mittels eines dazwischen angeordneten Heißklebstoffes, gekennzeichnet durch eine Ultraschallsonotrode (5, 6), die an einer den Folien- und/oder Bildmaterialien abgewandten Oberfläche (4a) des Trägerfolienbandes (4) angeordnet ist, und deren Ultraschallschwingung durch eine Übertragung von Energie zur Erwärmung des Heißklebstoffes führt, wobei die Ultraschallsonotrode (5, 6) und/oder ein an einer der Ultraschallsonotrode (5, 6) abgewandten Unterseite (2b) eines Papierdokuments (2) angeordnetes Ambosselement (3, 8) entlang einer Ebene der Oberfläche (2a) verschiebbar sind, und die Ultraschallsonotrode (5, 6) beidseitig mit zum Ambosselement (3, 8) hinwirkenden druckbeaufschlagten Anpresswalzen (7a, 7b) versehen ist und die Ultraschallsonotrode (5, 6) und die Anpresswalzen (7a, 7b) in der Ebene der Oberfläche (2a) in Verlaufsrichtung des Trägerfolienbandes (4) zeitgleich verschiebbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fortlaufenden Aufbringen einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen fortbewegbaren Trägerfolienband angeordneten flach ausgebildeten Folien- und/oder Bildmaterialien auf einer Vielzahl von zu beschichtenden Papierdokumentenoberflächen mittels eines dazwischen angeordneten Heißklebstoffes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Aufbring- bzw. Laminierungsvorgänge, sofern es sich um die Auftragung von Folien, vorzugsweise mehrschichtige Folienverbünde handelt, sind bei der Verwendung von zu laminierenden Papierdokumenten, wie es beispielsweise bei einzelnen Papierseiten eines Reisepasses der Fall ist, bisher mittels eines beheizten Stempelelementes und einem gegenüberliegenden Ambosselement durchgeführt worden.
Derartige Stempelelemente sind unterseitig mit einer der zu laminierenden Papierseite entsprechenden Fläche ausgebildet und müssen bei gleichbleibender Temperatur über eine vorbestimmbare Zeitspanne erwärmt bleiben, um eine im Bezug auf die Flächenanteile und die Zeitabschnitte gleichbleibende Temperatur für eine gleichmäßige und zuverlässige Erwärmung eines Heißklebstoffes zu erreichen.
Der Heißklebstoff ist hierbei an der Unterseite des Folienmaterials angeordnet.
Ein derartiges im Bezug auf eine vorbestimmbare Zeitspanne und eine bestimmte Flächengröße gleichbleibendes Erwärmen des Stempelelementes ist insbesondere bei einer großen Serienfertigung nicht durchführbar, wenn beispielsweise die Laminierungsmaschine einen kurzzeitigen Stillstand aufgrund eines fehlerhaften Vorganges erfährt. Dies führt zu unzuverlässigen und nicht dauerhaften Heißklebstoffverbindungen dieser Folien bzw. Folienverbünde mit der Oberfläche des Papierdokumentes.
Aus DE 195 05 298 A1 ist eine Ultraschall-Siegelung zum flächigen, dichten Verbinden wenigstens zweier Lagen eines Papierverpackungsmaterials ohne primäre Wärmezufuhr bekannt. Hierbei geschieht die Versiegelung des Materials mittels Beaufschlagung der Kontaktfläche zwischen den Lagen mit Ultraschallschwingungen und unter Druckbeaufschlagung.
Aus der US 5591298A ist eine Vorrichtung zur Laminierung zweier elastomerer Stoffbahnen mittels einer Ultraschallsonotrode, wobei ein kontinuerliches Transportband die beiden übereinanderliegenden Stoffbahnen bewegt und ein der Ultraschallsonotrode gegenüberliegendes Ambosselement, welches als Riffelwalze ausgebildet ist, vorgesehen ist. Die Ultraschallsonotrode ist stationär angeordnet.
Eine detaillierte Wiedergabe einer Vorrichtung zum Ausführen eines derartigen Verfahrens ist in DE 195 05 298 A1 nicht gezeigt.
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum fortlaufenden Aufbringen einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen fortbewegbaren Trägerfolienband angeordneten flach ausgebildeten Folien- und/oder Bildmaterialien auf einer Vielzahl von zu beschichtenden Papierdokumentenoberflächen mittels eines dazwischen angeordneten Heißklebstoffes zur Verfügung zu stellen, welche eine dauerhafte, zuverlässige und auf einfache Weise durchführbare folienartige Materialaufbringung auf ein Papierdokument ermöglicht, wobei in geringer Zeit eine hohe Zahl an Folien- und/oder Bildmaterialien auf die Papierdokumente übertragen werden sollen, ohne dass hierbei eine Verformung der Papierdokumente stattfindet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass bei einer Vorrichtung zum fortlaufenden Aufbringen einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen fortbewegbaren Trägerfolienband angeordneten flach ausgebildeten Folien- und/oder Bildmaterialien auf einer Vielzahl von zu beschichtenden Oberflächen bzw. Papierdokumentenoberflächen mittels eines dazwischen angeordneten Heißklebstoffes eine Ultraschallsonotrode, die an einer den Folien- und/oder Bildmaterialien abgewandten Oberfläche bzw. Unterseite des Trägerfolienbandes angeordnet ist, und deren Ultraschallschwingung durch eine Übertragung von Energie zur Erwärmung des Heißklebstoffes führt, verwendet wird.
Die Ultraschallsonotrode weist hierbei zu beiden Seiten, also in Transportbandlängsrichtung gesehen vor und hinter der Ultraschallsonotrode, Anpresswalzen auf, die eine Druckkraft zu einem Ambosselement, welches an einer der Ultraschallsonotrode abgewandten Oberfläche bzw. Unterseite des Papierdokumentes angeordnet ist, aufweist. Hierdurch führen die Anpresswalzen eine Druckbeaufschlagung unter gleichzeitiger Ultraschallschwingungsbeaufschlagung vorteilhaft durch, wobei die Ultraschallsonotrode und/oder das Ambosselement entlang einer Ebene der Oberfläche des Papierdokuments verschiebbar sind.
Die Ultraschallsonotrode und die beidseitig angeordneten Anpresswalzen, welche ebenso in doppelter oder dreifacher Ausführung auf beiden Seiten der Ultraschallsonotrode angeordnet sein können, sind in der Ebene der Oberfläche des Papierdokumentes über die Oberfläche hinweg zeitgleich gegenüber dem ortsfesten Papierdokument verschiebbar. Die Verschiebungsrichtung dient zum flächigen Abfahren der Heißklebstofffläche, welche an der Unterseite der Folien- und/oder Bildmaterialien angeordnet ist.
Eine Verschiebebewegung ist vorzugsweise in Verlaufsrichtung des Trägerfolienbandes durchzuführen, um hierdurch ein kontinuierliches fortlaufendes Aufbringungs- bzw. Laminierungsverfahren durch stetiges Abrollen und Auftragen des Trägerfolienbandes und gleichzeitiges Verschieben der Ultraschallsonotrode zu erhalten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Ambosselement und für das Papierdokument vorgesehene Auflageelemente, die beidseitig des Ambosselementes angeordnet sind, in der Ebene der Oberfläche des Papierdokumentes verschiebbar, während die Ultraschallsonotrode und die Anpresswalzen, welche den Druck in Richtung des Ambosselementes bzw. der Auflageelemente ausüben, ebenso in die gleiche Richtung gegenüber dem ortsfesten Papierdokument verschoben werden. Eine Verschiebung der Ultraschallsonotrode der Anpresswalzen entlang der Oberfläche des Papierdokumentes kann somit mit oder ohne dem Ambosselement und gegebenenfalls den Auflageflächenelementen verschoben werden, während das Papierdokument ortsfest eingespannt ist.
Das Ambosselement kann im Zusammenspiel mit zwei Auflageelementen, die beidseitig des Ambosselementes, also in Trägerlängsrichtung gesehen vor und hinter dem Ambosselement, angeordnet sind, als drehbare Antriebsambosswalze ausgebildet sein, auf deren Außenfläche oberseitig die Unterseite des Papierdokumentes ablegbar ist. Hierdurch kann ein Antrieb des Papierdokumentes unterhalb der Ultraschallsonotrode und der Anpresswalzen stattfinden. Des Weiteren kann die Ambosswalze ohne eigenen Antrieb angetrieben werden, wobei deren Umfangsgeschwindigkeit der Verfahrgeschwindigkeit der Ultraschallsonotrode entspricht.
Das restliche Trägerfolienband kann nach erfolgter UItraschallschwingungsbeaufschlagung von den aufgetragenen Folien- und/oder Bildmaterialien mittels eines Trennmessers, eines rakelartigen Messers oder dergleichen abgetrennt werden, um anschließend auf einer Aufwickelrolle als Restmaterial aufgewickelt zu werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
1 in einer perspektivischen schematischen Darstellung eine Vorrichrung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
2 in einer perspektivischen schematischen Darstellung eine Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In 1 wird in einer perspektivischen schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Ein Reispepass 1 ist mit einer zu laminierenden Reisepasspapierseite 2 derart angeordnet, dass die Papierseite 2 separiert auf zwei Auflageelementen 3a und 3b sowie einer dazwischen angeordneten Ambosswalze 8 abgelegt ist.
Ein Trägerfolienband 4, welches oberseitig in die Vorrichtung mittels Walzen 4b und 7a eingeführt wird, ist als Folienverbund ausgebildet und weist vorzugsweise mehrschichtige Folien- und Bildmaterialien zum Auftragen auf eine Oberfläche 2a der Papierseite 2 des Reisepasses 1 unterseitig auf. Hierbei ist die Walze 7a zugleich als Anpresswalze, ebenso wie die Walze 7b ausgebildet, wobei ein Anpressdruck 7c und 7d nach unten gegen die Auflageelemente 3a und 3b und gegebenenfalls eine Außenfläche der zylinderförmig ausgebildeten Ambosswalze wirkt.
Eine Ultraschallsonotrode 5 und ein ultraschallschwingungserzeugender Generator 6 sind -oberseitig gegenüber der Oberfläche 2a der Papierseite 2 derart angeordnet, dass die Ultraschallschwingung von oben auf die Oberfläche der Papierseite 2 einwirkt und durch die einwirkende Ultraschallschwingung eine gleichmäßige Erwärmung des Heißklebstoffes, der an der Unterseite des Trägerfolienbandes 4 angeordnet ist, bewirkt.
Zu beiden Seiten, also vor und hinter der Ultrschallsonotrode 5, sind die Anpresswalzen 7a und 7b angeordnet, um sowohl vor als auch nach dem Ultraschallschwingungsbeaufschlagungsvorgang eine zuverlässige und ortsgenaue Fixierung der Laminatfolie auf der Papierseite 2 zu erhalten.
Hierbei wirkt die Ultraschallsonotrode 5 auf einen Oberflächenabschnitt 9 der Papierseite 2 ein, welcher zugleich auf einer Ambosswalze 8 aufliegt.
Die Ambosswalze 8 kann durch eine Drehbewegung, wie sie durch den Pfeil 8a wiedergegeben wird, zusammen mit den verschiebbar ausgebildeten Auflageelementen 3a und 3b an der Unterseite 2b der Papierseite 2 entlang fahren, während die Ultraschallsonotrode 5 ebenso verschoben wird. Hierdurch wird ein flächiges Abfahren des gesamten zu übertragenden Folienmaterials bewirkt. Dies wird durch den Doppelpfeil 12, der das Vorfahren für den Bearbeitungsvorgang und das Zurückfahren für die Positionierung in die Ausgangsstellung widerspiegelt, verdeutlicht.
Mittels eines Rakelmessers bzw. eines rakelartigen Messers 10 findet anschließend eine Ablösung eines Restbandes 11, auf welchem die aufzutragenden Folienmaterialien angeordnet sind, statt.
In 2 ist in einer perspektivischen schematischen Darstellung eine Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Gleiche und gleich bedeutende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Diese Darstellung ist zu entnehmen, dass sich diese Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung im Gegensatz zu der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durch eine verschiebbare Ultraschallsonotrode 5 mit dem daran angeschlossenen ultraschallschwingungserzeugenden Generator 6 auszeichnet, wie es durch den Doppelpfeil 13 wiedergegeben ist.
Ebenso können die Anpressrollen 7a und 7b verschiebbar ausgebildet sein, wie es durch den Doppelpfeil 14 und den Doppelfeil 15 wiedergegeben wird.
Somit unterscheidet sich die ersten von der zweiten Ausführungsform darin, dass hier eine Verschiebung der Ambosswalze 8 und der Auflageelemente 3a und 3b zusätzlich zu der Verschiebung der Ultraschallsonotrode und der Anpressrollen 7a und 7b gegenüber dem Pass stattfindet. Bei der zweiten Ausführungsform wird lediglich eine Verschiebung der Ultraschallsonotrode 5 und der Anpresswalzen 7a und 7b gegenüber dem Auflageelement 3 durchgeführt.
Welche dieser beiden Ausführungsformen angewendet wird, kann in Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Platz innerhalb einer Personalisierungsmaschine gewählt werden.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

1: Reisepass
2: Papierseite
2a: obere Oberfläche der Papierseite bzw. Oberfläche
2b: untere Oberfläche der Papierseite bzw. Unterseite
3, 3a, 3b: Auflageelemente
4: Trägerfolienband
4a: Oberfläche des Trägerfolienbandes
4b: Walze
5: Ultraschallsonotrode
6: Ultraschallgenerator
7a, 7b: Anpresswalzen
7c, 7d: Druckbeaufschlagung
8: Ambosswalze
8a: Drehrichtung der Ambosswalze
9: Oberflächenabschnitt
10: rakelartiges Messer
11: abtrennbare Bandteile
12, 13, 14, 15: Verschieberichtungen

Claims

Vorrichtung zum fortlaufenden Aufbringen einer Vielzahl von auf einem gemeinsamen fortbewegbaren Trägerfolienband (4) angeordneten flach ausgebildeten Folien- und/oder Bildmaterialien auf eine Vielzahl von zu beschichtenden Oberflächen (2a) mittels eines dazwischen angeordneten Heißklebstoffes, gekennzeichnet durch eine Ultraschallsonotrode (5, 6), die an einer den Folien- und/oder Bildmaterialien abgewandten Oberfläche (4a) des Trägerfolienbandes (4) angeordnet ist, und deren Ultraschallschwingung durch eine Übertragung von Energie zur Erwärmung des Heißklebstoffes führt, wobei die Ultraschallsonotrode (5, 6) und/oder ein an einer der Ultraschallsonotrode (5, 6) abgewandten Unterseite (2b) eines Papierdokuments (2) angeordnetes Ambosselement (3, 8) entlang einer Ebene der Oberfläche (2a) verschiebbar sind, und die Ultraschallsonotrode (5, 6) beidseitig mit zum Ambosselement (3, 8) hinwirkenden druckbeaufschlagten Anpresswalzen (7a, 7b) versehen ist und die Ultraschallsonotrode (5, 6) und die Anpresswalzen (7a, 7b) in der Ebene der Oberfläche (2a) in Verlaufsrichtung des Trägerfolienbandes (4) zeitgleich verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ambosselement (8) und für das Papierdokument (2) vorgesehene Auflageelemente (3a, 3b), die beidseitig des Ambosselementes (8) angeordnet sind, in der Ebene der Oberfläche (2a) verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ambosselement als drehbare Antriebsambosswalze (8) auf deren Außenfläche die Unterseite (2b) des Papierdokumentes (2) ablegbar ist, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerfolienband (4) nach erfolgter Ultraschallschwingungsbeaufschlagung von den aufgetragenen Folien- und/oder Bildmaterialien mittels eines rakelartigen Messers (10) abtrennbar ist.